Question

11．已知A、B、D为中学常见的单质，甲、乙、丙、丁、戊为短周期元素组成的化合物．其中，丙是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体；丁是一种高能燃料，其组成元素与丙相同，且为18电子微粒；戊是一种难溶于水的白色胶状物质，既能与强酸反应，也能与强碱反应，具有净水作用．各物质间的转化关系如图所示（某些条件已略去）．请用化学用语回答下列问题：

（1）A在元素周期表中的位置第三周期ⅢA族
A、B单质对应元素的简单离子半径由大到小的顺序为N^3-＞Al³⁺．
（2）丙的电子式为，丁中所包含的化学键类型有bc（填字母序号）．
a．离子键         b．极性共价键        c．非极性共价键
（3）甲和水反应生成戊和丙的化学方程式为AlN+3H₂O═Al（OH）₃↓+NH₃↑．
（4）一定条件下，A与TiO₂、C（石墨）反应只生成乙和碳化钛（TiC）．已知该反应生成1mol乙时放出536kJ热量，其热化学方程式为4Al（s）+3TiO₂（s）+3C（s石墨）=2Al₂O₃（s）+3TiC（s）△H=-1072KJ/mol．
（5）已知另有物质己为中学常见黑色磁性氧化物，能够与A在一定条件下发生反应，实验测得与A反应的焓变（△H）和活化能（Ea）．下列能量关系图合理的是②（填写序号）．

（6）资料显示物质己可用于除去地下水中的TcO₄^-（⁹⁹Tc具有放射性）．在弱酸性条件下，物质己将TcO₄^-转化为难溶于水的TcO₂，同时得到一种难溶于水的弱碱，该反应的离子方程式为3Fe₃O₄+TcO₄^-+H⁺+13H₂O=TcO₂+9 Fe（OH）₃ ．

Answer 1

分析 A、B、D为中学常见的单质，甲、乙、丙、丁、戊为短周期元素组成的化合物，丙是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体，则丙为NH₃；丁是一种高能燃料，其组成元素与丙相同，且含有18mol电子，则丁为N₂H₄；戊是一种难溶于水的白色胶状物质，既能与强酸反应也能与强碱反应，具有净水作用，则戊为Al（OH）₃；结合转化关系图可知，乙为Al₂O₃，A为Al，B为N₂，甲为氮化铝，D为H₂，据此解答．

解答 解：A、B、D为中学常见的单质，甲、乙、丙、丁、戊为短周期元素组成的化合物，丙是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体，则丙为NH₃；丁是一种高能燃料，其组成元素与丙相同，且含有18mol电子，则丁为N₂H₄；戊是一种难溶于水的白色胶状物质，既能与强酸反应也能与强碱反应，具有净水作用，则戊为Al（OH）₃；结合转化关系图可知，乙为Al₂O₃，A为Al，B为N₂，甲为氮化铝，D为H₂．
（1）A中元素为Al，在元素周期表中的位置：第三周期ⅢA族，A、B单质对应元素的简单离子分别为Al³⁺、N^3-，二者电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径由大到小的顺序为 N^3-＞Al³⁺，
故答案为：第三周期ⅢA族；N^3-＞Al³⁺；
（2）丙为NH₃，电子式为，丁为N₂H₄，所包含的化学键类型有极性共价键、非极性共价键，
故答案为：；bc；
（3）甲和水反应生成戊和丙的化学方程式为：AlN+3H₂O═Al（OH）₃↓+NH₃↑，
故答案为：AlN+3H₂O═Al（OH）₃↓+NH₃↑；
（4）发生反应：4Al+3TiO₂+3C（石墨）=2Al₂O₃+3TiC，反应生成1mol乙（氧化铝）时放出536kJ热量，则该反应热化学方程式为：4Al（s）+3TiO₂（s）+3C（s石墨）=2Al₂O₃（s）+3TiC（s）△H=-1072KJ/mol，
故答案为：4Al（s）+3TiO₂（s）+3C（s石墨）=2Al₂O₃（s）+3TiC（s）△H=-1072KJ/mol；
（5）另有物质己为中学常见黑色磁性氧化物，则己为Fe₃O₄，Al与四氧化三铁发生铝热反应，放出大量的热，高出反应物能量的那部分能量为活化能，图象中②符合，
故答案为：②；
（6）物质Fe₃O₄可用于除去地下水中的TcO₄^-（⁹⁹Tc具有放射性）．在弱酸性条件下，物质Fe₃O₄将TcO₄^-转化为难溶于水的TcO₂，同时得到一种难溶于水的弱碱，该弱碱为Fe（OH）₃，该反应的离子方程式为：3Fe₃O₄+TcO₄^-+H⁺+13H₂O=TcO₂+9 Fe（OH）₃ ，
故答案为：3Fe₃O₄+TcO₄^-+H⁺+13H₂O=TcO₂+9 Fe（OH）₃ ．

点评 本题考查无机物的推断，侧重于学生的分析能力的考查，丙、戊为推断的突破口，需要学生熟练掌握元素化合物性质，题目难度中等．